Изобретение относится к теплоэнергетике. Технический результат предлагаемого технического решения - увеличение эффективности процесса генерации тепла на 20%. Способ генерации тепла кавитационного типа, базирующийся на использовании вихревой форсунки, приводимой в движение насосом-побудителем, может быть использован также как способ смешивания, гомогенизации и диспергации в технологических процессах. Для повышения эффективности на выходе сопла вихревой форсунки располагают выполненный в виде осесимметричной камеры, по меньшей мере, один резонатор, а для получения дополнительного эффекта с торца вихревой камеры, оппозитно ее соплу, устанавливают второй осесимметричный резонатор, сообщенный с полостью форсунки центральным отверстием. При этом по меньшей мере один резонатор выполнен с регулируемой частотой, а для повышения суммарного тепловыделения в оппозитно расположенных торцевых стенках резонаторов, по их оси, расположены электроды, сообщенные с источником электрического тока. При этом для оптимизации процесса тепловыделения соотношение мощностей тока, подводимого к насосу-побудителю и к электродам, выполнено регулируемым. Данный способ генерации тепла описан в патенте РФ №2061195, 6F24J 3/00, 1996 г., он имеет ряд недостатков, главным из которых является недостаточная энергетическая эффективность способа.The invention relates to a power system. The technical result of the proposed technical solution is to increase the efficiency of the heat generation process by 20%. The cavitation type heat generation method, based on the use of a vortex nozzle, driven by a motive pump, can also be used as a method of mixing, homogenization, and dispersion in technological processes. To increase the efficiency, at least one resonator made in the form of an axisymmetric chamber is arranged at the nozzle exit of the vortex nozzle, and to obtain an additional effect, a second axisymmetric resonator, connected to the nozzle cavity by the central hole, is installed opposite the nozzle of the vortex chamber. At the same time, at least one resonator is made with an adjustable frequency, and in order to increase the total heat release in the opposite end walls of the resonators, electrodes in communication with the electric current source are arranged along their axis. At the same time, to optimize the heat release process, the ratio of the power of the current supplied to the pump-inducer and to the electrodes is made adjustable. This method of heat generation is described in the patent of the Russian Federation No. 2061195, 6F24J 3/00, 1996, it has several disadvantages, the main of which is the lack of energy efficiency of the method.
В качестве прототипа предлагаемого способа генерации тепла может быть использован способ по Пат. РФ №2287118, 6F24J 3/00, 2005 г. В данном способе выделения энергии путем создания вращательно-поступательного движения жидкости осуществляют формирование первичного потока текучего рабочего тела (ТРТ). При этом формирование осуществляют вне пространственной области теплогенератора, осуществляют придание первичному потоку поступательного движения, наложение на поток возмущающих воздействий, формирование вторичных потоков и отвод потока рабочего тела, причем первичный поток имеет характеристики ламинарного прямолинейного потока, далее потоку придают поступательно-вращательное движение со скоростью, при которой в трубопроводе создается давление от 3 до 140 атм; при этом поступательное движение потока создают в направлении продольной оси теплогенератора, а вращательное - вдоль винтовой линии посредством вихревой пластины и винтовых канавок, одновременно поток сжимают до получения в нем стоячей волны, получая простой турбулентный поток, в котором скорость вращательного движения равна нулю с одновременным резким торможением потока до скорости, обеспечивающей нагрев ТРТ до требуемой температуры, и получением давления, равного давлению первичного потока. Данный способ генерации тепла обладает тем же основным недостатком, недостаточно высокой эффективностью.As a prototype of the proposed method for heat generation, the method according to Pat. RF №2287118, 6F24J 3/00, 2005. In this method of energy release by creating a rotational-translational motion of a liquid, the primary flow of a fluid working fluid (TRT) is formed. In this case, the formation is carried out outside the spatial area of the heat generator, imparting translational motion to the primary flow, imposing perturbing influences on the flow, forming secondary flows and diverting the flow of the working fluid, the primary flow having the characteristics of a laminar rectilinear flow, then translational-rotational motion is added to the flow at a speed at which pressure from 3 to 140 atm is created in the pipeline; while the translational motion of the flow is created in the direction of the longitudinal axis of the heat generator, and the rotational motion is created along the helical line by means of a vortex plate and helical grooves, while the flow is compressed until a standing wave is received in it, obtaining a simple turbulent flow in which the rotational speed is zero with a sharp deceleration of the flow to a speed that ensures heating of the TPT to the desired temperature, and obtaining a pressure equal to the pressure of the primary stream. This method of heat generation has the same main disadvantage, not high enough efficiency.
Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности процесса генерации тепла.The objective of the present invention is to increase the efficiency of the heat generation process.
Указанная задача достигается тем, что в способе генерации тепла, включающем формирование первичного потока текучего рабочего тела (ТРТ), придание первичному потоку поступательного движения, наложение на поток возмущающих воздействий, формирование вторичных потоков и отвод потока рабочего тела, причем первичный поток имеет характеристики ламинарного прямолинейного потока, далее потоку придают поступательно-вращательное движение со скоростью, при которой в трубопроводе создается давление от 3 до 140 атм, при этом поступательное движение потока создают в направлении продольной оси теплогенератора, а вращательное -вдоль винтовой линии посредством вихревой пластины и винтовых канавок, одновременно поток сжимают до получения скорости, обеспечивающей кавитационные явления, при этом преобразовывают вторичные кавитационные потоки до получения в них стоячей волны, получая простой турбулентный поток, в котором скорость вращательного движения равна нулю с одновременным резким торможением потока до скорости, обеспечивающей нагрев ТРТ до требуемой температуры, и получением давления, равного давлению первичного потока, текучее рабочее тело перед подачей в процесс насыщают газом (например, азотом) до достижения степени насыщения 90-100%. Частички газа, находящегося в рабочем теле, становятся центрами образования кавитационных пустот, при захлопывании которых выделяется значительное количество тепла.This problem is achieved by the fact that in the method of heat generation, which includes the formation of the primary flow of a fluid working fluid (TRT), imparting to the primary flow a translational motion, imposing perturbing influences on the flow, forming secondary flows and diverting the flow of the working fluid, the primary flow having the characteristics of a laminar rectilinear flow, then the flow is given translational-rotational motion at a speed at which a pressure of 3 to 140 atm is created in the pipeline, while the translational motion the flow is created in the direction of the longitudinal axis of the heat generator, and the rotational one is along the helix by means of a vortex plate and helical grooves, while the flow is compressed to obtain a speed that provides cavitation phenomena, secondary cavitation flows are converted to receive a standing wave, obtaining a simple turbulent flow, in which the speed of the rotational motion is zero with a simultaneous sharp deceleration of the flow to a speed that ensures heating of the TPT to the desired temperature, and obtaining d phenomenon equal to the pressure of the primary stream flowing working fluid before being saturated with gas (e.g., nitrogen) until the degree of saturation of 90-100% in the process. Particles of gas in the working fluid become centers of formation of cavitation voids, which, when slammed, generate a significant amount of heat.
Результатом применения предлагаемого способа, является повышение эффективности процесса по меньшей мере на 20%.The result of the application of the proposed method is to increase the efficiency of the process by at least 20%.